高精度卫星中继天线跟踪功能测试系统及其测试方法与流程

本发明涉及一种中继天线跟踪功能测试系统及其测试方法，特别是涉及一种高精度卫星中继天线跟踪功能测试系统及其测试方法

背景技术：

跟踪与数据中继卫星系统，以其能较大幅度地覆盖和转发地球站对中低轨道航天器的跟踪测控信号并对中低轨道航天器发回地面的数据、图像、话音等信息进行实时、连续的中继等优势，逐渐成为发展航天技术越来越重要的项目。

星间目标捕获与跟踪指向控制技术是跟踪与数据中继卫星系统的一项关键技术，是建立星间链路的首要条件。近年来我国计划发射和运行的低轨卫星急剧增多，都需要中继卫星系统的支持，故卫星中继跟踪子系统的地面测试任务急剧增加。中继跟踪子系统涉及跟踪天线，其接收发送信号需要较严格的测试场地。所以在地面测试时，大都使用地面信号模拟设备模拟出天线接收到的信号，从查阅以往研究来看，信号模拟设备设计简单，输出信号不稳定，只能定性的去测试跟踪子系统的跟踪性能。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种高精度卫星中继天线跟踪功能测试系统及其测试方法，其解决卫星中继用户终端跟踪测试精度不高、测试信号简单且不稳定的问题，能够提供两路自定义相位差的信号供中继天线跟踪测试，该装置具备自检能力，且和差信号采用反馈环路，使得输出信号更加精确稳定，保证了卫星测试的安全性和有效性，能够提高地面测试能力，显著提升中继跟踪子系统的测试效果。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种高精度卫星中继天线跟踪功能测试系统，其包括：

角误差控制器，用于安装角误差控制软件，通过网络控制信号源、信号发生器衰减箱、矢量网络分析仪设备参数设置，同时记录各个设备的参数值，并进行计算，来实现幅度和相位的和差信号；向软件输入和差信号的频点、幅度、相位差参数，系统自动输出高精度中继信标信号；

信号源，用于产生中继信标信号源，一路固定频点的单载波信号与信号发生器衰减箱内部的功分器输入端连接，与角误差控制器网络连接，并受角误差控制器控制输出相应频率和幅度的信号；

信号发生器衰减箱，用于处理信号源输出的初始信号，对其进行相位偏移、幅度调节，内部包含功分器、移相器、第一程控衰减器、第二程控衰减器、耦合器；移相器通过gpib网关受角误差控制器控制、第一程控衰减器和第二程控衰减器直接通过网络受角误差控制器控制；移相器对输入信号进行相位偏移，相位偏移量通过软件控制，程控衰减器对输入信号进行幅度衰减，衰减量通过软件控制；

矢量网络分析仪，用于接收和差信号的耦合信号，监视和差信号的相位差和幅度差，将参数反馈给角误差控制器；由于信号发生器衰减箱的第二程控衰减器的相位值提前自检预知，故矢量网络分析仪接收到的耦合信号相位值和幅度值与实际输出到卫星中继用户终端和差信号的相位值和幅度值为线性关系；通过控制软件去控制信号发生器衰减箱的移相器和衰减器的输出值，来实现和差信号。

如图2所示，本发明高精度卫星中继天线跟踪功能测试系统的测试方法包括以下步骤：

步骤一，中继和差信号测试电缆的校准，为了确保和差输出信号精确无误，测试连接卫星中继分系统单机的两个射频电缆的幅度差和相位差，并将该参数输入到角误差控制软件中，提高和差信号的输出精度，该步骤在电缆铺设状态不变的情况下校准一次；

步骤二，信号发生器衰减箱内程控衰减器校准，为了保证输出信号相位的高精度，对两个通道的第一程控衰减器和第二程控衰减器分别进行校准，软件自动记录每1db变化的情况下，程控衰减器对应的相位变化，该步骤在设备状态不便的情况下校准一次；

步骤三，链路初始状态相位和幅度测量，在角误差发生器使用之前进行初始状态相位和幅度测量，软件自动记录初始状态相位和幅度值；

步骤四，将测试电缆连接至卫星中继用户终端，使用控制软件设置第一通道、第二通道的输出幅度值，第一通道、第二通道的相位差设置值为输出到卫星中继用户终端处的和差信号的幅度值和相位差值。

本发明的积极进步效果在于：本发明能够提供两路自定义相位差的信号供中继天线跟踪测试，该系统具备自检能力，且和差信号采用反馈环路，使得输出信号更加精确稳定，保证了卫星测试的安全性和有效性，解决了以往地面测试信号单一且不稳定的问题；实现了为卫星中继用户终端跟踪测试提供高精度的信标和差信号；所公开的措施方法对各种型号卫星中继跟踪地面测试具有一定的通用性，可应用于所有具有中继跟踪功能的卫星地面测试，能够提高地面测试能力，显著提升中继跟踪子系统的测试效果。

附图说明

图1为本发明的系统框架图。

图2为本发明的流程图。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。

如图1所示，本发明高精度卫星中继天线跟踪功能测试系统包括：

角误差控制器，用于安装角误差控制软件，通过网络控制信号源、信号发生器衰减箱、矢量网络分析仪设备参数设置，同时记录各个设备的参数值，并进行计算，来实现幅度和相位的和差信号；向软件输入和差信号的频点、幅度、相位差参数，系统自动输出高精度中继信标信号；

信号源，用于产生中继信标信号源，一路固定频点的单载波信号与信号发生器衰减箱内部的功分器输入端连接，与角误差控制器网络连接，并受角误差控制器控制输出相应频率和幅度的信号；

信号发生器衰减箱，用于处理信号源输出的初始信号，对其进行相位偏移、幅度调节，内部包含功分器、移相器(1路)、第一程控衰减器(2路)、第二程控衰减器(2路)、耦合器(2路)；移相器通过gpib(通用接口总线)网关受角误差控制器控制、第一程控衰减器和第二程控衰减器直接通过网络受角误差控制器控制；移相器对输入信号进行相位偏移，相位偏移量通过软件控制，程控衰减器对输入信号进行幅度衰减，衰减量通过软件控制；

矢量网络分析仪，用于接收和差信号的耦合信号，监视和差信号的相位差和幅度差，将参数反馈给角误差控制器；由于信号发生器衰减箱的第二程控衰减器的相位值提前自检预知，故矢量网络分析仪接收到的耦合信号相位值和幅度值与实际输出到卫星中继用户终端和差信号的相位值和幅度值为线性关系；通过控制软件去控制信号发生器衰减箱的移相器和衰减器的输出值，来实现和差信号。

如图2所示，本发明高精度卫星中继天线跟踪功能测试系统的测试方法包括以下步骤：

步骤一，中继和差信号测试电缆的校准，为了确保和差输出信号精确无误，测试连接卫星中继分系统单机的两个射频电缆的幅度差和相位差，并将该参数输入到角误差控制软件中，提高和差信号的输出精度，该步骤在电缆铺设状态不变的情况下校准一次；

步骤二，信号发生器衰减箱内程控衰减器校准，为了保证输出信号相位的高精度，对两个通道的第一程控衰减器和第二程控衰减器分别进行校准，软件自动记录每1db(分贝)变化的情况下，程控衰减器对应的相位变化，该步骤在设备状态不便的情况下校准一次；

步骤三，链路初始状态相位和幅度测量，在角误差发生器使用之前进行初始状态相位和幅度测量，软件自动记录初始状态相位和幅度值；

步骤四，将测试电缆连接至卫星中继用户终端，使用控制软件设置第一通道、第二通道的输出幅度值，第一通道、第二通道的相位差设置值为输出到卫星中继用户终端处的和差信号的幅度值和相位差值。

在测试过程中，利用信号源、信号发生器衰减箱模拟产生中继信标和、差信号，利用矢量网络分析仪计算出两路信号相位的实际相位差值并反馈给控制软件，控制软件控制仪器装置系统自检、移相器、可调衰减器、矢量网络分析仪，最终达到装置输出稳定可靠的两路具有一定相位差的信号。

以上所述的具体实施例，对本发明的解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。